package Sort;

public class SortPractice {
    // 插入排序
    /*思路：给一个tmp，tmp中存放的是数组中的第二个数据，然后让i下标的值和i-1(定义一个j下标)
    下标的值取比较，
    * 如果大于tmp中的值，就把i-1下标的值往后挪，一直挪到i-1的数据小于tmp的值，然后把tmp的值给到j+1
    * 下标*/

    public static void insertSort(int[] array){
        // write code  here
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >= 0; j--) {
                if (array[j] > tmp) {
                   array[j+1] = array[j];
                }else {
                    array[j+1] = tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }
        // 希尔排序：插入排序的优化
    public static void shellSort(int[] array){
        // write code  here
        int gap = array.length;
        while (gap > 1) {
            shell(array,gap);
            gap /= 2;
        }
        //最后分成了一组，还要对整体的这一组进行一次排序
        shell(array,1);
    }
    public static void shell(int[] array,int gap) {
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-gap;
            for (; j >= 0; j -= gap) {
                if (array[j] > tmp) {
                    array[j+gap] = array[j];
                }else {
                    array[j] = tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+gap] = tmp;
        }
    }
    //交换
    private static void swap(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }
    // 选择排序
    public static void selectSort(int[] array){
        // write code  here
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i=1; j < array.length; j++) {
                if (array[j] < array[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                }
                //此时判断之后minIndex中放的是整个数组中最小的数据
                //然后让i下标的值和最小值进行交换
                swap(array,i,minIndex);
            }
        }
    }

    // 堆排序
    public static void heapSort(int[] array){
        // write code  here
        createBigHeap(array);
        int end = array.length-1;
        while (end > 0) {
            swap(array,0,end);
            shiftDown(array,0,end);
            end--;
        }
    }
    //建立堆
    public static void createBigHeap(int[] array) {
        for (int parent = (array.length-1-1)/2; parent >= 0; parent--) {
            shiftDown(array,parent,array.length-1);
        }
    }
    //向下调整
    private static void shiftDown(int[] array,int parent,int len) {
        int child = 2*parent + 1;
        //先判断左右孩子谁大，但是要保证有左孩子和右孩子
        while (child < len) {
            if (child+1 < len && array[child] > array[child+1]) {
                child++;
            }
            //child存放的是最大的孩子节点
            if (array[child] > array[parent]) {
                swap(array,parent,child);
                parent = child;
                child = 2*parent + 1;
            }else {
                break;
            }
        }
    }
    //递归实现归并排序
    public static void mergrSort2(int[] array) {
        mergeSortFunc(array,0,array.length-1);
    }
    private static void mergeSortFunc(int[] array,int left,int right) {
        if (left >= right) {//递归结束条件
            return;
        }
        int mid = (left+right) / 2;
        mergeSortFunc(array,left,mid);
        mergeSortFunc(array,mid+1,right);
        //递归之后进行合并
        merge(array,left,right,mid);
    }
    private static void merge(int[] array,int start,int end,int mid) {
        int s1 = start;
        //int e1 = mid;
        int s2 = mid + 1;
        //int e2 = end;
        int[] tmp = new int[end-start+1];
        int k = 0;
        //进行比较，谁小就放到新的数组中
        while (s1 <= mid && s2 <= end) {
            if (array[s1] <= array[s2]) {
                tmp[k++] = array[s1++];
            }else {
                tmp[k++] = array[s2++];
            }
        }
        //一对一比较完之后可能会剩下数据，这个时候把剩下的数据直接放入到新的数组中
        while (s1 <= mid) {
            tmp[k++] = array[s1++];
        }
        while (s2 <= end) {
            tmp[k++] = array[s2++];
        }
        //合并之后的是一个新的数组，要把这个数组拷贝到原来的数组中去
        for (int i = 0; i < tmp.length; i++) {
            //array[i] = tmp[i];//但是这样写有问题
            array[i+start] = tmp[i];
        }
    }
    //交换
    private static void swap1(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }
    //冒泡排序
    public static void bubbleSort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {//控制的是趟数  5个数据需要排4趟
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if (array[j] > array[j+1]) {
                    swap(array,j,j+1);
                    flg = true;
                }
            }
            if (flg == false) return;  //如果这一趟下来fkg还是false就说明没进if语句，
            // 就说明已经有序了，就可以结束了
        }
    }
    //快速排序
    public static void quickSort(int[] array) {
        quick(array,0,array.length-1);
    }
    public static void quick(int[] array,int start,int end) {//s和e相当于是实参
        //递归结束条件
        if (start >=end) {
            //也就是说这个基准的左边或者基准的右边只有一个数据的时候，这个数据就是有序的了
            //就结束递归
            return;
        }
        /*还可以优化一步，快速排序它的递归就像是二叉树一样，所以说越到最后节点越多，
        最后两层可以说占了将近一半的节点所以说在递归到最后两层的时候，（越递归越有序），
        最后两层是趋近于有序的，所以在递归最后两层的时候可以换成插入排序
        */
        if (end-start+1 < 14) {
            insertSort1(array,start,end);
            return;
        }
        //快速排序的优化：三数取中法    在找基准之前，找的是三数取中的那个基准
        int index = midThree(array,start,end);
        swap(array,start,index);
        //先找一次基准
        int pivot = partition(array,start,end);
        quick(array,start,pivot-1);
        quick(array,pivot+1,end);
    }
    public static int partition(int[] array,int left,int right) {//L和R相当于是形参，实参不动，形参动
        int tmp = array[left];
        int i = left;
        while (left < right) {//在相遇之前一个找大于基准的，一个找小于基准的
            while (left < right && array[right] >= tmp) {
                right--;
            }
            while (left < right && array[left] <= tmp) {
                left++;
            }
            swap(array,left,right);
        }
        swap(array,left,i);
        return left;//需要返回这个基准的下标
    }
    //三数取中
    public static int midThree(int[] array,int left,int right) {
        int mid = (left+right) / 2;
        // 6  8
        if (array[left] < array[right]) {
            if (array[mid] < array[left]) {
                return left;
            }else if (array[mid] > array[right]){
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }else {  //  8  6
            if (array[mid] < array[right]) {
                return right;
            }else if (array[mid] > array[left]) {
                return left;
            }else {
                return mid;
            }
        }
    }
    public static void insertSort1(int[] array,int left,int right) {
        for (int i = left; i <= right; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j;
            for (j = i-1; j >= 0; j--) {
                if (array[j] > tmp) {
                    array[j+1] = array[j];
                }else {
                    array[+1] = tmp;
                    break;
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }
}
